广东、广西和海南滨海湿地遥感制图与分析

董迪 魏征 王刚 刘胜文

摘要：滨海湿地是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的特殊生态系统，是珍贵的湿地资源，具有重要的生态系统功能。掌握滨海湿地的分布状况对于我国滨海湿地自然资源的保护和管理意义重大。文章基于2018—2019年“哨兵2号”卫星10 m分辨率多光谱影像，完成广东、广西和海南滨海湿地的遥感制图;对岩石海岸、砂石海滩、淤泥质海滩、潮间盐水沼泽、红树林、河口水域、河口三角洲/沙洲/沙岛、海岸性咸水湖、海岸性淡水湖、浅海水域共10个亚类建立解译标志，通过目视解译，对滨海湿地进行分类和统计。研究结果显示：广东、广西和海南滨海湿地面积共计1 377 140 hm2，各地滨海湿地面积与岸线长度基本呈正相关，海岸线越长，滨海湿地面积越大，各地典型滨海湿地的类型也不相同。

关键词：滨海湿地;遥感;制图

Abstract：As a special ecosystem between terrestrial ecosystem and aquatic ecosystem，coastal wetlands are precious wetland resources with important ecosystem functions.Coastal wetland mapping is of great significance to the protection and management of natural resources of coastal wetlands in China.Based on Sentinel-2 multispectral remote sensing imagery with 10 m spatial resolution from 2018 and 2019，coastal wetlands in three provinces of the South China Sea（Guangdong，Guangxi and Hainan） were mapped.Rocky shores，sandy beaches，muddy beaches，intertidal brine marshes，mangroves，estuarine waters，estuarine deltas/sandbars/sand islands，coastal saltwater lakes，coastal freshwater lakes and shallow waters were interpreted，classified and analyzed.Based on the classification and statistics results，the area of coastal wetlands of the three provinces is 1 377 140 hm2 in total.There is a positive correlation between the area of coastal wetlands and the length of shorelines.The longer the coastline，the larger the area of coastal wetlands，and the representative types of coastal wetlands vary from place to place in the study region.

Key words：Coastal wetlands，Remote sensing，Mapping

0 引言

滨海湿地是一种介于陆地生态系统和水生生态系统之间的特殊生态系统[1]，是珍贵的湿地资源，具有重要的生态系统功能，如调蓄洪水、涵养水源、调节气候、控制侵蚀、营养循环、固碳释氧等[2]。随着城市化进程加快、社会经济高速发展，大规模的围垦和填海活动、湿地环境污染等使得滨海湿地面积大幅减少，湿地生态功能退化乃至丧失[3]。有研究显示，与20世纪50年代相比，中国已经损失了53%的滨海湿地、73%的红树林和80%的珊瑚礁[4]。2016年国务院出台《湿地保护修复制度方案》，有关部门也相继出台《海岸线保护与利用管理办法》《围填海管控办法》《关于加强滨海湿地管理与保护工作的指导意见》等政策措施。因此，掌握滨海湿地的分布状况对于我国滨海湿地自然资源的保护和管理意义重大。

滨海湿地调查存在地处偏远、难以进入、地跨多区等诸多问题，遥感技术的覆盖范围广、实时性强、重复观测、成本低等优势使其在湿地调查、监测等研究中被广泛应用。牛振国等[5]基于1999—2002年Landsat ETM+遥感影像，通过目视解译提取全国的湿地分布，其分类体系中滨海湿地类型包括潮间带/浅滩、潟湖、滨海沼泽以及河口三角洲湿地。宫鹏等[6]在此基础上提出分类修正方案，其分类体系中滨海湿地亚类为潮间带/浅滩/海滩、滨海沼泽、河口水域、河口三角洲、沙洲、沙岛以及潟湖，并基于1990年和2000年前后的Landsat遥感影像完成对应时期中国湿地分布遥感制图，分析湿地变化因素。牛振国等[7]基于Landsat卫星和中巴資源卫星数据，通过人工目视解译，完成中国1978—2008年4期（基准年为1978年、1990年、2000年和2008年）湿地遥感制图，并讨论湿地变化驱动因子，但该研究将人工湿地和滨海湿地合并为一类进行提取和分析。侯西勇等[8]基于2000年、2005年和2010年Landsat卫星遥感数据，通过目视解译提取中国沿海土地利用数据，分析滨海湿地的时空变化，其提取的滨海湿地包括滩涂、河口水域、河口三角洲、潟湖以及浅海水域。刘润红等[9]对我国滨海湿地遥感的研究进展进行总结，指出滨海湿地遥感仍存在诸多问题，如研究区地理空间分布不均，在大尺度、欠发达地区的研究较少，偏重于理论而忽视应用，在滨海湿地制图等方面缺少系统研究等。

我国南海区滨海湿地遥感研究一般集中在经济发达的局部区域，例如珠江口、粤港澳大湾区[10]，鲜见对广东、广西和海南滨海湿地分布的系统性的遥感研究;且一般使用中等空间分辨率Landsat卫星影像[11-12]，较少使用更高空间分辨率的卫星影像。本研究基于2018—2019年“哨兵2号”10 m空间分辨率光学卫星影像，通过人-机交互目视解译方式，对广东、广西和海南滨海湿地开展遥感制图，掌握南海区最新的滨海湿地分布现状，为滨海湿地的管理、保护和修复提供基础数据。

1 研究区

以广东、广西和海南海岸带为研究区，滨海湿地解译范围是大陆岸线与-6 m等深线之间的水域及浸淹或浸湿地带。其中，海岸线数据为2008年广东、广西和海南公布的海岸线，等深线来源于电子海图数字化处理后获得的矢量数据。

2 数据来源和滨海湿地制图方法

收集覆盖广东、广西和海南滨海湿地2018—2019年“哨兵2号”多光谱影像数据。该多光谱成像仪有13个多光谱波段，包括10 m空间分辨率蓝色、绿色、红色和近红外波段。滨海湿地遥感解译以近红外、红和绿波段为最佳波段，同时考虑其他波段组合。另外，还使用“谷歌地球”平台的高空间分辨率影像数据作为辅助数据进行调查和分析。

分类系统与研究目的、研究尺度等因素密切相关，分类系统直接影响制图精度[5]。目前对滨海湿地分类系统的研究尚未統一[13]，本研究在综合已有研究的基础上，采用基于遥感的滨海湿地分类系统（表1）。

3 结果与讨论

通过对2018—2019年遥感影像进行解译与信息提取，得出广东、广西和海南滨海湿地类型分布和各滨海湿地类型占比（图1）。

综上，广东、广西和海南滨海湿地面积总计1 377 140 hm2。其中，浅海水域作为最典型的湿地类型，占比高达93.28%，基本沿海岸线连续分布;其次为河口水域、淤泥质海滩和红树林，占比分别为2.15%、1.61%和1.38%;其余各滨海湿地类型占比均低于1%，砂石海滩、海岸性咸水湖、潮间盐水沼泽、河口三角洲/沙洲/沙岛占比分别为0.75%、0.37%、0.27%、0.19%;岩石海岸占比极小。

3.1 广东

广东滨海湿地类型占比和各市滨海湿地面积如图2和图3所示。广东滨海湿地面积总计903 447.81 hm2。其中，占比最多的滨海湿地类型是浅海水域，占整个广东滨海湿地面积的93.42%，主要分布在伶仃洋海域、西江入海口、阳裕河入海口、台山南部海域、阳江海域、雷州半岛东部和西北部;其次为河口水域和淤泥质海滩，占比分别为2.91%和1.49%，河口水域主要分布在广州市南沙区珠江入海口一带，淤泥质海滩主要分布在南渡河下游湛江市雷高镇和东里镇一带;其余各滨海湿地类型占比均低于1%，红树林和砂石海滩占比分别为0.94%和0.62%;潮间盐水沼泽、河口三角洲/沙洲/沙岛以及岩石海岸占比极小。

除湛江滨海湿地面积达344 544.47 hm2外，其余各市滨海湿地面积均低于13万hm2，其中湿地面积较小的东莞、中山和揭阳均不足1万hm2，最小（东莞）滨海湿地面积仅为2 942.37 hm2。各市滨海湿地面积与岸线长度基本呈正相关关系，海岸线越长的市，滨海湿地面积越大;各市典型的湿地类型也不同，如湛江沿海地区海岸线长且多淤泥质海滩，广州濒临的珠江口是三角洲网河和残留河口湾并存的河口，这使得广州的河口水域居多。

3.2 广西

广西滨海湿地类型占比如图4所示。广西滨海湿地面积总计253 074.76 hm2。其中，占比最多的是浅海水域，占整个自治区滨海湿地面积的94.42%;其次为红树林和潮间盐水沼泽，占比分别为2.88%和1.19%;其余各滨海湿地类型占比均低于1%，淤泥质海滩、河口水域、砂石海滩和海岸性咸水湖占比分别为0.69%、0.35%、0.21%和0.06%。

广西滨海湿地面积最多的是北海，面积达到136 630.87 hm2;其次为防城港和钦州，面积为61 159.48 hm2和55 284.41 hm2。各市占比较多的滨海湿地类型依然是浅海水域。钦州淤泥质海滩、河口三角洲/沙洲/沙岛、河口水域占比相对其他市较高，北海的潮间盐水沼泽、海岸性咸水湖和红树林占比相对其他市较高。

3.3 海南

海南滨海湿地类型占比和各地滨海湿地面积如图5和图6所示。海南滨海湿地面积总计220 617.71 hm2。其中，占比最多的是浅海水域，占整个海南滨海湿地面积的91.43%;然后为海岸性咸水湖、砂石海滩、红树林、淤泥质海滩、河口水域，占比分别为2.24%、1.91%、1.49%、1.28%、1.10%;其余各滨海湿地类型占比均低于1%，河口三角洲/沙洲/沙岛和潮间盐水沼泽占比分别为0.35%和0.20%;岩石海岸占比极小。

海南滨海湿地面积最多的地区是东方，面积达44 747.79 hm2;其次为文昌和乐东，面积为35 068.73 hm2和29 517.49 hm2;最小的是昌江，面积为5 228.83 hm2。海南各地占比较多的滨海湿地类型依然是浅海水域。红树林主要在海口、文昌、儋州。

4 结语

本研究以广东、广西、海南为研究区，基于“哨兵2号”10 m分辨率卫星影像数据，提取滨海湿地分布现状，为开展滨海湿地管理、保护和修复提供最新的本底数据。研究结果显示：①广东、广西和海南滨海湿地面积总计1 377 140 hm2，其中广东903 447.81 hm2、广西253 074.76 hm2、海南220 617.71 hm2;②各地滨海湿地面积与岸线长度基本呈正相关，海岸线越长，滨海湿地面积越大，且各地滨海湿地的主要类型也各不相同。

值得注意的是，随着越来越多高分辨率国产卫星的发射成功，优于10 m空间分辨率卫星影像数据不断积累，未来可基于更高空间分辨率国产卫星数据进行南海区乃至全国的滨海湿地分类和提取。另外，本研究主要依赖人工目视解译开展滨海湿地的提取，未来可在湿地自动提取算法等方面进行进一步深入研究。

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